利用烧结脱硫灰渣制备全尾砂胶凝材料及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种矿用全尾砂充填胶凝材料，具体是一种利用烧结脱硫灰渣制备全 尾砂胶凝材料及方法。
【背景技术】
[0002] 充填采矿法一般应用于贵重金属或有色金属矿产资源开采。近年来，为了保护环境及 深层地下采矿的需要，充填采矿法已经在铁矿山获得越来越广泛应用。由于铁金属价值低， 充填采矿成本高，目前W普通娃酸盐水泥作为充填胶凝材料进行充填法开采，全尾砂胶结 充填体强度非常低，全尾砂浆的流动性差，管道输送阻力大，导致料浆的输送浓度低和要求 胶砂比高，从而造成充填采矿成本高，给铁矿山充填法开采带来严峻的经济效益问题。目前 很多矿山采用分级尾砂充填，不仅尾砂利用率低，而且还增加加工工艺和生产成本。尤其分 级排放的细颗粒尾砂在地表堆放，存在对环境的二次污染，并潜在溃巧泥石流等地质灾害。 开发适用于含泥量高的选矿全尾砂充填材料的低成本和高强度新型充填胶凝材料，是解决 全尾砂充填采矿的关键技术，是我国目前正在开发建设中的大型贫铁矿资源开发的必由之 路。
【发明内容】
[0003] 本发明是利用炼焦干法或半干法脱硫生产排放的烧结脱硫灰渣废弃物，与少量的水泥 熟料和外加剂制备成复合激发剂，对于潜在活性的冶炼水泽渣粉进行复合激发，由此提供 一种利用烧结脱硫灰渣制备全尾砂胶凝材料及方法。
[0004] 上述目的是通过W下方案实现的： 本发明利用烧结脱硫灰渣制备全尾砂胶凝材料，其特征在于，其主要由下述重量配比 的原料混合而成：烧结脱硫灰渣17% -22%、水泥熟料2%~4%、冶炼水泽渣73%~80. 5% 和0. 5%~1. 0%的外加剂。
[000引所述烧结脱硫灰渣的粒度分布特征值为：中。=13. 46~15. 46ym、d5。 =38. 3~40. 01ym、dg0= 72. 68~80. 25ym，dav二 42. 17~44. 19ym，比表面积 2326. 46~2435. 96cmVcm3;起主要激发作用的SO3含量为20%~250/0。
[0006] 所述水泥熟料的化0的重量百分比含量送80%，其粒度分布分布为：di。= 3. 97~5. 06ym、ds〇=8. 06~13.68ym、d90= 22. 19~42. 21ym，dav= 11. 09~24. 55ym，比表 面积 5720. 68~8377. 99cm2/cm3。
[0007] 所述冶炼水泽渣粉的粒度分布为：di〇= 4. 0~5. 0ym、d日。=10. 0~11. 3ym、dg〇 = 40. 81~45. 0ym，cL= 17~20ym。冶炼水泽渣粉质量系数> 1. 70且为碱性矿渣。
[0008] 所述外加剂为工业芒硝，芒硝中的重要成分化S〇4含量> 80%。
[0009]本发明一种制备如权利要求1所述的利用烧结脱硫灰渣制备全尾砂胶凝材料的 方法，包括w下步骤： (1) 将原料之一的冶炼水泽渣73%~80.5%送入烘干设备，加热到800°(：~1000°(：进行 烘干，烘干至含水率<1%，将烘干的冶炼水泽渣粉后储存至给料仓； (2) 再将其余原料按下列重量配比：烧结脱硫灰渣17% ~22%、水泥熟料2%~4%和 0. 5°/c^l.0%的外加剂分别通过连接各自料仓的电子皮带称称重后，放料至皮带运输机运至 球磨设备系统进行混合研磨制成全尾砂胶凝材料； (3) 将全尾砂胶凝材料采用气力运送至成品罐。
[0010] 本发明的优点是： W炼焦过程中采用干法或半干法脱硫回收的烧结脱硫灰渣为主要激发剂材料，并利用 少量的水泥熟料和早强剂制备复合激发剂，对具有潜在活性的水泽渣粉进行复合激发产生 胶凝作用，在水化作用下结石硬化， 运种全尾砂胶凝材料能够适用于含泥量高的全尾砂充填骨料，在少量水泥熟料产生的 碱环境中，利用炼焦烧结脱硫废弃物作为硫酸盐激发材料，对大渗量的冶炼水泽渣粉进行 复合激发，使得冶炼水泽微粉的水化反应快，早期强度高。
[0011] W烧结脱硫灰渣为主要原料的复合激发剂，其材料来源广，且易粉磨，材料加工成 本低。
[0012] 本发明全尾砂胶凝材料与传统的水泥胶凝材料相比，其主要材料为冶炼水泽渣和 烧结脱硫灰渣，其渗量>95%，仅含有巧％少量的水泥熟料。因此，不仅胶凝材料的成本低，能 够适用于含泥量大的全尾砂充填骨料，而且还能够将冶炼水泽渣和脱硫灰渣等进行资源化 利用，属于一种绿色环保的新型充填胶凝材料。另外，由冶炼水泽渣粉和烧结脱硫灰渣开发 的全尾砂胶凝材料，能够适应-37ym含泥量较高（20%~30%)的全尾砂充填料，不仅胶结充 填体强度高，而且充填料浆的流动性好，因此管道输送阻力小，能够实现充填料浆的高浓度 管道自流输送，输送料浆的质量浓度可提高到70°/c^72%。
[0013] 本发明的全尾砂胶凝材料的胶结充填体强度高，与32. 5普通娃酸盐水泥相比，充 填体强度能够提高到1. 2~1. 8倍，而胶凝材料的成本只是普通娃酸盐水泥的55°/c^65%。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合具体实施案例对本发明作进一步说明。
[001引实施例1 本实例是利用烧结脱硫灰渣制备全尾砂胶凝材料，包括下列重量百分比原料混合而 成：3%水泥熟料、20%烧结脱硫灰渣、76. 5%冶炼水泽渣粉，0. 5%工业芒硝。灰砂比为1:6， 质量浓度为70%。其中水泥熟料化0的重量百分比含量为81%。将水泥熟料、烧结脱硫灰 渣、冶炼水泽渣按照上述配比进行均匀混合，并通过高溫炉加热到950°C对原材料烘干，然 后通过运料皮带进入球磨机进行粉磨。粉磨的水泥熟料的粒度分布为中。=4. 83Jim、d5(j= 11.86ym、d90= 38. 64ym，dav= 17. 83ym，比表面积 6359. 29cmVcm3;烧结脱硫灰渣中S 氧化硫含量达到25%，烧结脱硫灰渣的粒度分布为di0= 13. 46ym、d日。=40. 01ym、dg0 = 80. 25ym，cL= 44. 19ym，比表面积2435. 96cm7cm3;冶炼水泽渣粉的碱度系数为1. 01，质 量系数为 1. 85,渣粉的粒度分布为di0= 4. 53ym，d日。=10. 67ym，d90= 43. 81ymd。、= 18. 13ym，全尾砂di0= 5. 49ym、d50= 49. 43ym、dg0= 77. 11ym，dav= 102. 12ym，比表 面积 2978. 58cm2/cm3。
[0016] 其制备方法包括W下步骤： (1) 将上述原料的冶炼水泽渣76. 5%送入烘干设备，加热到950°C左右进行烘干，烘干 后的材料含水率为0.8%。将烘干后的物料储存至给料仓； (2) 再将其